高等級(jí)公路改擴(kuò)建關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，高等級(jí)公路的改擴(kuò)建工程將是我國(guó)本世紀(jì)公路建設(shè)所面臨的非常重要和必須解決的問(wèn)題。目前我國(guó)高等級(jí)公路改擴(kuò)建工程剛剛起步，與新建公路相比，具有施工難度大、工藝復(fù)雜、質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。本文以確保高等級(jí)公路改擴(kuò)建工程的安全、穩(wěn)定為研究目標(biāo)，以寧夏銀古高速公路改擴(kuò)建工程為依托，采用理論計(jì)算、有限元分析、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的技術(shù)手段，對(duì)高等級(jí)公路改擴(kuò)建工程路基、橋梁加寬等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)、深入理論分析和試驗(yàn)研究

2、，為工程應(yīng)用提供了較為科學(xué)的技術(shù)依據(jù)。 首先分析了高等級(jí)公路改擴(kuò)建主要方式以及路基、橋梁加寬的工程特點(diǎn)及技術(shù)對(duì)策?；谘芯裤y古一級(jí)道路現(xiàn)狀、通過(guò)路況調(diào)查和路面彎沉檢測(cè)，提出了銀古高速公路改擴(kuò)建采用兩側(cè)加寬的技術(shù)方案。 從滿足高等級(jí)公路改擴(kuò)建后路面功能性和結(jié)構(gòu)性要求入手，在調(diào)查研究、深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合銀古高速公路的路面結(jié)構(gòu)形式，采用以彈性理論為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)解析方法和ANSYS有限元數(shù)值分析綜合研究手段，提出了銀古高等級(jí)公

3、路改擴(kuò)建新老路基不均勻沉降臨界指標(biāo)，即加寬路基沉降坡率不大于0.38％的控制標(biāo)準(zhǔn)。 利用非線性有限元軟件，建立了高等級(jí)公路改擴(kuò)建路基加寬非線性有限元模型。揭示了老路基邊坡開(kāi)挖方式、新路基加寬方式、新路基加寬寬度對(duì)老路基工程特性的影響規(guī)律以及土工格柵加筋方式、老路基開(kāi)挖寬度、新路基填料性質(zhì)、軟土地基厚度和加固處理方式對(duì)加寬路基工程特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果為高等級(jí)公路路基加寬工程實(shí)施切實(shí)可行的方案提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持，具有普遍的

4、指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。 在基于分析顆粒級(jí)配、粒徑大小與試件尺寸、礫石母巖種類(lèi)、顆粒形狀、孔隙率以及飽和度等因素對(duì)新加寬路基砂礫填料工程特性影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了砂礫路基填料的室內(nèi)試驗(yàn)研究。特別進(jìn)行了砂礫料在不同密實(shí)度條件下的固結(jié)排水試驗(yàn)，掌握了其工程特性。根據(jù)三軸試驗(yàn)結(jié)果，提出了砂礫料剪切硬化本構(gòu)模型參數(shù)。 在明確路基加寬病害機(jī)理和新老路基變形不協(xié)調(diào)控制途徑的基礎(chǔ)上，以變形協(xié)調(diào)與控制為核心，提出了新老路基結(jié)合部處治的基本技術(shù)

5、思想及各項(xiàng)措施的技術(shù)原理?；谏a(chǎn)函數(shù)理論，提出了滿負(fù)荷匹配工作法，確定了填料數(shù)量有要求、分層碾壓有標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)群作業(yè)有秩序、成型段落有計(jì)劃的“四有”施工方案。實(shí)施了切實(shí)可行的、詳細(xì)的軟土地區(qū)高等級(jí)公路改擴(kuò)建路基加寬施工工藝。提出了高等級(jí)公路改擴(kuò)建工程中不同的施工機(jī)械組合條件下的施工參數(shù)。根據(jù)銀古高速公路黃河特大橋的結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)，對(duì)新老橋梁橋面結(jié)構(gòu)可能采用的剛性連接、鉸接和不連接三種形式，采用理論分析和橋梁結(jié)構(gòu)分析有限元軟件MIDAS

6、/CIVIL6.70進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了分離式結(jié)構(gòu)用于黃河特大橋加寬的可行性，根據(jù)計(jì)算結(jié)論，在國(guó)內(nèi)首次成功應(yīng)用EMR樹(shù)脂、特型鋼和硅橡膠材料處理了不同的縱向接縫。通車(chē)兩年后進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)靜、動(dòng)載試驗(yàn)，試驗(yàn)表明黃河特大橋在正常工作狀態(tài)下的靜、動(dòng)力性能均能滿足使用要求，結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在：①基于數(shù)學(xué)解析方法和有限元數(shù)值分析綜合研究手段，提出了高等級(jí)公路改擴(kuò)建新舊路基不均勻沉降臨界指標(biāo)。②揭示了各種工程因素對(duì)加寬路